Микроб может объяснить наше происхождение
Посреди Атлантического океана, между Гренландией и Норвегией, на глубине 2300 метров, есть черный курящий регион, в котором горячие воды извергаются из морского дна. Это странное место называется «замком Локи» в честь вероломного скандинавского бога Локи: Том Хиддлстон сыграл его в «Мстителях». Клетки животных и растений намного сложнее клеток бактерий. Но рядом с замком Локи живет микроб, не похожий на других. И он может объяснить, как эволюционировало все живое на земле.
В 2015 году группа ученых под руководством микробиолога Тайса Эттема из Университета Упсалы в Швеции сообщила, что обнаружила новый вид микроорганизмов. Они нашли генетические следы этого одноклеточного микроба в отложениях морского дна в 15 километрах от замка Локи.
В своей работе, опубликованной в журнале Nature, ученые назвали нового микроба Lokiarchaeota. Сокращенно — Локи.
Этот загадочный микроб оказался ближайшим живым родственником эукаритов, группы, включающей все сложные живые организмы; от растений и грибов до насекомых и людей. Это означает, что Локи может помочь нам понять, как эукариоты вообще появились. Другими словами, Локи может объяснить, почему люди — и все другие сложные организмы — вообще существуют.
Бога Локи считают «невероятно сложной, запутанной и амбивалентной фигурой». То же самое справедливо и для эукариот. Как эукариоты появились — это головоломка, которая продолжает смущать ученых по всему миру.
Еще несколько десятков лет назад биологи думали, что на этой планете было по существу два вида жизни: эукариоты и прокариоты. В то время как эукариоты включают в себя и одноклеточные организмы, и более сложные вроде грибов и шимпанзе, прокариоты все одноклеточные. Самые известные прокариоты — это бактерии.
Основное различие между прокариотами и эукариотами заключается в сложности клеток. Прокариоты — это простые клетки, с несколькими внутренними структурами, а клетки эукариотов намного более сложные. Эукариотические клетки также, как правило, больше, иногда в десятки раз, чем прокариотические.
Именно сложность эукариотических клеток и полученные дополнительные способности позволяют им формировать многоклеточную жизнь вроде нас с вами. Прокариоты на такое не способны. Поэтому если бы эукариоты никогда не сформировались, не было бы и нас.
Этот простой раскол между простым и сложным подразумевался десятилетиями, пока один ученый не показал, что не все так просто. В конце 1960-х годов американский микробиолог Карл Везе решил взглянуть на последовательности ДНК организмов, чтобы выяснить, в каком родстве они состоят.
Везе идентифицировал ген, который переносят все организмы, и сравнил различные версии его. Виды, которые имели более похожие версии этого гена, вероятно, были в тесном родстве. Таким образом, он составил семейное древо всех известных живых организмов.
Анализ Везе показал, что существует два вида прокариотов. Помимо бактерий, была также совершенно новая группа, которую он назвал «археи». Подобно бактериям, археи были одноклеточными организмами с относительно простыми клетками. Снаружи они были похожи на бактерии, но генетически сильно отличались. Археи были найдены по всему миру, и многие из них могут расти в экстремальных условиях вроде полукипящей воды.
Везе перерисовал древо жизни. Вместо двух доменов жизни, их было три: бактерии, археи и эукариоты. В 1977 году он опубликовал свои выводы в журнале PNAS. Они были настолько революционными, что даже попали на первую полосу New York Times.
Идеи Везе также заложили для ученых основу для объяснения происхождения эукариотов. Эукариоты — это самый юный из трех доменов. В то время как возраст бактерий и архей может быть свыше 3 миллиардов лет, эукариоты появились порядка 2 миллиардов лет назад.
Но как и почему это произошло? Вышли эукариоты из архей или из бактерий? Почему клетки эукариотов стали такими большими и сложными, а других — нет?
Возможно, основную подсказку дает крошечная структура внутри эукариотических клеток под названием «митохондрия». Эти объекты в форме колбасок представляют собой источник энергии клетки; без них эукариотические клетки не могли бы расти до таких больших размеров.
За десять лет до того, как Везе опубликовал свое древо жизни, биолог Линн Маргулис задумался о том, что митохондрии произошли от бактерий. Каким-то образом эти бактерии оказались внутри других, более крупных клеток, в которых постепенно стали митохондриями. В 1978 году, годом спустя исследования Везе, идеи Маргулиса были подтверждены экспериментально.
Это означает, что первый эукариот должен был сформироваться, когда клетка-носитель поглотила бактерию. Как только это произошло, между ними установились длительные и взаимовыгодные отношения.
Но это поднимает очевидный вопрос. Какой была клетка-носитель? Была ли это другая бактерия или архея?
Простейший способ подойти к этому вопросу — это взять лист из книги Везе и посмотреть на гены эукариот. На чьи они больше похожи: архей или бактерий? Это может дать подсказку на тему группы, от которой они произошли. Но этот вопрос намного сложнее, чем вы могли бы подумать. Типичный геном эукариот содержит смесь генов бактерий и архей, а также генов, специфичных для эукариот.
В 2010 году стало весьма очевидно, что клетка-носитель была археей.
Но оставалась проблема. Ни одна из известных архей не была похожей на клетку-носитель, не была для этого приспособлена. Им не хватало генетической и клеточной структур, необходимых, чтобы выступить носителем для другой клетки.
«Открытие Локи изменило это», говорит Эттема.
Когда Локи был найден в 2015 году, его сразу же приписали к археям. Но он оказался археей, у которой было некоторое удивительное сходство с эукариотами.
«Это первая прокариота со строительными блоками эукариот», говорит Эттема. «Мы нашли батарею из 100 генов, непосредственно связанных с эукариотами».
В частности, в геноме Локи есть гены белков под названием малые ГТФазы. Они важны для формы и движения клеток. К примеру, у эукариотических клеток есть «скелет», поддерживающий их форму, и малые ГТФазы управляют этим скелетом. Они также регулируют наборы белков, которые позволяют мембранам изгибаться.
Факт того, у Локи есть эти гены, говорит, что подобно эукариотам, у него есть внутренний скелет — и он может сгибать внешнюю мембрану, чтобы поглощать бактерию. Это делает его подходящей клеткой-носителем, ну или хотя бы близким ее подобием.
Возможно, Локи принадлежит группе архей, которым почти удалось стать эукариотами, но не до конца. Эттема в шутку называет его «неудавшейся эукариотой».
Казалось бы, история складывается весьма убедительно. Но есть одна большая проблема.
Все, что команда Эттемы нашла на дне океана, было фрагментами генов Локи. Они никогда не видели самого Локи и не сумели создать в лаборатории.
Поэтому мы не знаем, выполняют ли малые ГТФазы Локи те же функции, что и в эукариотах. Единственный способ выяснить это — это изучить живые клетки Локи.
Это будет трудно, даже если кому-то удастся найти несколько клеток Локи. Эти микробы живут в глубоком море, где питательных веществ не хватает, а микробы растут медленно.
Между тем другие ученые опираются на доказательства, полученные от Локи, чтобы уточнить наши идеи на тему происхождения эукариот.
После открытия Локи клеточный биолог Базз Баум из Университетского колледжа Лондона в Великобритании и его команда сделали несколько предположений о том, как первые эукариоты могли появиться из более простых архей. В статье, опубликованной в июне 2016 года в Тенденциях в клеточной биологии, они изучили эукариот-подобные гены, найденные в геноме Локи, в частности и малые ГТФазы.
В эукариотах ГТФ-белки участвуют в передаче материала через мембрану в клетку. Каждая ГТФаза несете «липиды» для этого: небольшие молекулы жира, которые помогают прикрепить его к мембранам. Без этих липидных якорей, ГТФаза не сможет выполнять свою работу.
Геном Локи не имеет необходимых инструментов для добавления липидов к белкам ГТФазы. Это значит, что если Локи действительно демонстрирует нам, каким был предок эукариот, предок мог и не использовать свои ГТФазы таким образом. Эту способность нужно было каким-то образом приобрести.
Бактерии действительно несут вполне возможные прекурсоры добавляющей липиды инженерии. Следовательно, археи каким-то образом подобрали ферменты липидных модификаций у бактерий.
Баум утверждает, что это не могло произойти случайно. Если бы архея подхватила сразу так много новых генов, ее клеточные процессы были бы нарушены и наступила бы вероятная смерть.
Более вероятна возможность того, что археи и бактерии сначала образовали стабильное партнерство и затем постепенно передавали генетический материал и липиды понемногу за раз. Такое стабильное партнерство могло привести к развитию внутренних отсеков и управлению мембраной.
Другими словами, происхождение эукариот было медленным процессом. «Поглощение» бактерии, если оно и было, это всего лишь один шаг. У Баума также есть интересная идея того, как происходило это поглощение.
Классическое представление включат процесс «снаружи внутрь», в котором архейный носитель поглотил и «съел» бактерию, но по какой-то причине не переварил ее. Трудно понять, как это могло произойти: если архея съела кусочек пищи, почему не переварила?
Поэтому в 2014 году Баум и его коллега Дэвид Баум предложили альтернативу, которую назвали моделью «изнутри наружу». И снова, она была построена на допущении, что связывание двух клеток не было внезапным.
Баум предполагает, что архейный носитель сперва выпустил отростки в направлении бактерии. Эти выступы не были попыткой съесть бактерию: вместо этого, они позволили обмениваться материалами между двумя клетками.
В конце концов, архея создавала все больше и больше выступов, пока полностью не обволокла бактерию. Эти выступы из одной клетки слились с другой и образовали непрерывный внешний слой. На данный момент трудно сказать, верны ли идеи Баума. Но если Эттема сможет найти больше родственников Локи, мы могли бы получить достаточно информации, чтобы удостовериться.
За последние несколько месяцев, Эттема нашел новых родственников локи, тесно связанных с эукариотами. Работа пока еще сырая, но он уже говорит, что другие археи также обладают некоторыми из строительных блоков эукариот.
Пока сложно говорить, что эти странные микроорганизмы смогут рассказать нам о происхождении эукариот. Когда Локи или что-нибудь подобное будет наконец изолировано, мы сможем выяснить, как он живет и для чего использует свои эукариотоподобные белки. А это, в свою очередь, расскажет нам о микроорганизме, который в конечном счете дал жизнь всем нам.
http://hi-news.ru/science/mikrob-kotorogo-nikto-dazhe-ne-videl-mozhet-obyasnit-nashe-proisxozhdenie.html
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Варп-двигатель возможен в рамках известной физики

Ватикан опубликовал руководство по сверхъестественному

Воскрешение людей подвергнутых криогенной заморозке

Доказательства существования инопланетян

Загадочный подземный вход рядом с Великой пирамидой

Западная Вирджиния является центром исследований НЛО

Захватывающие снимки ледяной Европы

Как древние египтяне строили пирамиды

Конференция Папы Франциска поднимает вопросы об НЛО

На кадрах НАСА видно, как НЛО разбился на Марсе

НАСА снабдит астронавтов роботизированными конечностями

НЛО заметили в Джайпуре

НЛО замечен над ранчо Скинуокер

Обнаружили признаки гигантских инопланетных электростанций

Разгадана ли, наконец, тайна египетских пирамид

Создали прозрачный бамбук

Сокрытие ключевой корреспонденции AATIP

Тайна пирамид, наконец, может быть разгадана

Уфологический туризм недалеко от горы Фудзи

Уфологический фестиваль McMenamins в Макминнвилле

В Британии разрабатывают новое энергетическое оружие

Военные США начали тестировать робопсов

Выброс плазмы зарегистрировали на Марсе

Горячая землеподобная экзопланету у холодного карлика

Жириновский предрек назначение Дегтярёва министром спорта

Неизвестное существо убило за раз 17 коз и овец

Непорочное зачатие и редактирование генов

НЛО над Питером - вряд ли проделки Илона Маска

НЛО над Санкт-Петербургом и Карелией

НЛО, Бог и грань понимания

Новое свидетельство существования планеты-призрака

Парадоксы путешествий во времени

Предложили новую теорию образования Луны

Пришельцы живут среди нас - США их скрывают

Реальные кадры НЛО над Петрозаводском

Решили загадку невозможной звезды

Странные облака над Воронежем

Таинственное маленькое существо, перебежавшее дорогу

Уничтожение человечества остановит изменение климата

Ученый предрек контакт человечества с инопланетянами

Бигфута сняли из поезда

Грядущий сдвиг магнитных полюсов

Законодатель призывает к рассекречиванию документов об НЛО

Конгрессмен предлагает рассекретить документы об НЛО

Крошечные спутники предоставляют информацию о космосе

Лучшие документальные сериалы для уфологов

Магнитные тороиды обнаружили в гало Млечного Пути

Моделирование условий на Энцеладе

Нетривиальная космическая топология

Обнаженного инопланетянина сняли в 1986 году

Обнаружили объект, похожий на остаток сверхновой звезды

Органические вещества в марсианских отложениях

Очевидеца НЛО получила троллинг в социальных сетях

Призрак смотрит на спящего мальчика

Процесс синтеза редких ядер во Вселенной

Рекордный по размеру протопланетный диск

Состоялась премьера фильма 'Бог против пришельцев'

Сравнительный анализ примитивных астероидов

Сросшиеся близнецы-пауки

Чиновники Пенсильвании расследовали наблюдения НЛО

Инновационные Мобильные Кондиционеры BALLU. Универсальное решение для вашего комфорта

Какие существуют виды дверных ручек

Автор рассказывает о наблюдениях НЛО в Монтане

ИИ предсказывает структуру молекул живых организмов

ИИ формирует будущие стратегии продаж

Инопланетяне остановили военный конвой

Инструкции по классификации записей об НЛО

Квантовая биология для новых методов лечения

Космические истоки жизни

Костюм для выхода в открытый космос от SpaceX

Моя дочь играла с бигфутом

Не слишком ли много спутников у нашей галактики

Необычные явления в распределении количества электронов

Первое в мире судно, работающее на дровах

Почему мы не смогли установить контакт с инопланетянами

Представители разведки США интересовались НЛО в Канаде

Президент США Джимми Картер видел НЛО

Премьера фильма 'Бог против пришельцев' состоится в Каннах

Программа по реверс-инжинирингу НЛО в Лас-Вегасе

Создали пятиполосную супермагистраль для электронов

Что Венера может рассказать нам о жизни в других мирах

Что вызывает различные цвета полярного сияния

Волны невидимой материи могут нарушать орбиты звезд

Гидродинамический выход на экзопланетах с малой массой

Древнеегипетская богиня неба

Женщина сняла приведение в тюрьме

Звезда НФЛ говорит об анти-ваксе и демонических НЛО

Звездная теория, объясняющая происхождение фосфора

ИИ уже развил зловещие навыки

Марсоход следит за остатками марсианской реки

Мужчине удалили огромную опухоль на голове

НЛО замечен над Сток-он-Трентом

Обнаружено семь потенциальных сфер Дайсона

Одержимая девочка подверглась 67 экзорцизмам

Погода в Бразилии породила множество теорий заговора

Правительство США имело дело с внеземными существами

Самые удивительные и необъяснимые артефакты

Свидетельства правдивости библейских историй

Таинственный спутник Юпитера Амальтея

Усилия по сохранению жизни на Марсе

Уфолог заметил новые огни на горизонте

Экспансия человечества привела к разрушениям на Земле

В метеорите обнаружили ключевые признаки ДНК

В поисках жизни на Энцеладе

Голливудский публицист оказывает услуги уфологам

Загадочная болезнь унесла жизни четырех человек

Запущена платформа для оценки безопасности ИИ

Знание ИИ поможет вам пройти собеседование

Извержения черной дыры в центре Млечного Пути

ИИ GPT-4 приблизился к успешной сдаче теста Тьюринга

ИИ будет знать все о своих пользователях

Как определить, является ли теория заговора ложной

Космические силы США заказали спутники для звездных войн

Мертва ли теория о главном сопернике темной материи

НАСА назначило первого руководителя по ИИ

Оккультный договор Мадонны

Открыли новый метод поиска первых звезд

Пищевые привычки массивных черных дыр

Сотни НЛО замечено во время северного сияния

Установить контакт с инопланетянами не удалось из-за ИИ

Штат Вашингтон породил легенду о Людях в черном

Экзопланета WASP-69b имеет кометоподобный хвост

Трансфер из аэропорта на Кипре. Плюсы услуги

Армия складских роботов Amazon становится все больше

Астероид, взорвавшийся над Берлином, быстро вращался

Астероид-убийца Апофис приблизится к Земле в 2029 году

ИИ для проведения химического синтеза

Инопланетяне калечат скот в штате Колорадо

Исследование астероида Апофис с помощью спутников

Корабли взлетели в небо у берегов Греции

НЛО поднимается из озера Сенека

Очередное сооружение на Марсе

Пациент с ксенотрансплантом умер через два месяца

Пятьдесят оттенков Серых

Ресторан Chipotle тестирует роботов для нарезки

Самая большая угроза для миссии человека на Луну

Сверхмассивная черная дыра в соседней галактике

Скалистая экзопланета светится расплавленной лавой

Снежный человек убивает домашних животных

Сотни сообщений о наблюдениях НЛО в Бельгии

Стал доступен атомарный телеграф

Таинственный черный объект попал в объектив камеры

Тектоника плит возникла после космического столкновения

Роль экспертов в разрешении наследственных споров. Судебная экспертиза и ее значение

Последствия снятия брекетов. Как поддерживать здоровье зубов и десен после удаления аппаратуры

Самые красивые букеты цветов

Как подобрать идеальный протез. Секреты правильного выбора

Влияние озона на экзопланетный климат

Восстание роботов-убийц все ближе

Демоническое лицо появилось над поверхностью Солнца

Инопланетная жизнь скрывается в кольцах Сатурна

Использование ИИ для воскрешения близких людей

Как образуются некоторые гигантские экзопланеты

Ключевой признаки женщины-психопатки

Космический телескоп TESS возобновил поиск экзопланет

НАСА хочет построить лунный поезд

НЛО-медуза над военной базой, что нужно знать

Открыли новые правила молекулярного проектирования

Охота за первыми звездами во Вселенной

Поиск крошечных черных дыр от Большого взрыва

Сверхмассивная черная дыра извергается в сердце галактики

Столкновение SpaceX с неизвестным объектом

Столкновение с инопланетянами в Бразилии

Столкновения черных дыр

Ужасающая пещера кажется безобидной

Черные дыры вращаются по яйцеобразным орбитам

Экзопланеты, на которых может существовать жизнь

Великобритания находится под угрозой поглощения ИИ

Гигантская рука обнаружена в космосе

Доказательство наличия атмосферы у скалистых экзопланет

Журналисты отметили известного уфолога

Кадры с пришельцами из Лас-Вегаса реальны

Конгресс США настаивает на раскрытии НЛО

НАСА будет искать первичные черные дыры

НАСА хочет снять Уран крупным планом

НЛО замечен над провинцией Салерно

НЛО парил над Гавайями

Обнаружен аккрецирующий миллисекундный пульсар

Обнаружили загадочный вулканизм в лунном бассейне

Пародийный фильм о корнуоллских уфологах

Потерянный спутник-шпион нашли через 25 лет

Призраки могут путешествовать во времени

Путь к созданию мощных квантовых компьютеров

Серебристый НЛО замечен над Гонолулу

Следы железа обнаружили в близкой активной галактике

Уфологическая программа Kona Blue рассекречена

Подписка на новости
Наверх